Анотація до роботи:

Дурилін Д.О. Синтез, структура та властивості композиційних матеріалів на основі складних оксидів титану та мангану. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 02.00.01 – неорганічна хімія. – Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України, Київ, 2007.

Визначено умови утворення сполук потрійної системи MgO – TiO₂ – SiO₂ при синтезі методом твердофазних реакцій. Досліджено вплив хімічного складу на структуру, мікроструктуру та властивості композиційних матеріалів, отриманих на основі даної системи. Отримано термостабільні композиційні НВЧ діелектрики на основі багатофазної системи (1–у)[(1–х)Mg₂TiO₄ – хCo₂TiO₄] – yCaTiO₃ з екстремально високими значеннями електричної добротності (Qf = 100000). Синтезовано та досліджено заміщені манганіти лантану La_1–xNa_xMnO₃, La_0.7Ca_0.3–xNa_xMnO₃ та La_0.7Sr_0.3Mn_1–xCr_xO₃. З’ясовано можливість зміщення температурного інтервалу прояву ефекту гігантського магнітоопору та зменшення величини магнітного поля, що впливає на магнітоопір. Синтезовано та досліджено легований титанат барію (Ba_0.846Y_0.004Sr_0.15)TiO₃ + у мол. % BN. Отримано на його основі низькоомні (r » 40–50 Омсм) матеріали з відносно невисокою температурою фазового переходу (60–70С). Вперше отримано композиційні матеріали, що включають високодобротні НВЧ діелектричні резонатори на основі (1–у)[(1–х)Mg₂TiO₄ – хCo₂TiO₄] – yCaTiO₃ та нанесені на їх поверхню плівки манганітів лантану La_0.84Na_0.16MnO₃. Вперше отримано термостабільні високодобротні НВЧ резонансні елемети на основі (Ba_0.846Y_0.004Sr_0.15)TiO₃ + 0.1 мол. % BN та параелектриків (Ba,Ca,Sr)TiO₃.

1. Встановлено, що в системах (1–у)[(1–х)MgTiO₃ – хCoTiO₃] – yCaTiO_3,
   (1–у)[(1–х)Mg₂TiO₄ – хCo₂TiO₄] – yCaTiO₃ утворюються багатофазні композити, які включають фази зі структурою перовскиту (CaTiO₃) та твердих розчинів
   Mg_1–хCo_хTiO₃, Mg_2–2хCo_2хTiO₄, які відносяться до структурних типів ільменіту та шпінелі відповідно. При малих концентраціях титанату кобальту (0 х 0.02) взаємодія між твердим розчином Mg_2–2хCo_2хTiO₄ та CaTiO₃ в системі (1–у)[(1–х)Mg₂TiO₄ – хCo₂TiO₄] – yCaTiO₃ не спостерігається, що забезпечило реалізацію ефекту об’ємної термокомпенсації. Останнє дозволило отримати термостабільні (ТКe = 10^–6 C^–1) НВЧ діелектрики з діелектричною проникністю 18–20 на основі багатофазних систем з екстремально високими значеннями електричної добротності (Qf = 100000).

2. Показано, що при синтезі манганітів La_1–xNa_xMnO_3±g, La_0.7Ca_0.3–xNa_xMnO₃, La_0.7Sr_0.3Mn_1–yCr_yО₃ методом твердофазних реакцій в ході багатостадійних процесів утворюються тверді розчини зі структурою перовскиту. Встановлено, що ступінь заміщення іонами натрію, а також концентрація вакансій в підгратках лантану та кисню впливають на температуру феромагнітного переходу в твердих розчинах
   La_1–xNa_xMnO_3±g та La_0.7Ca_0.3–xNa_xMnO₃. Показано, що отримані матеріали характеризуються високими значеннями магнітоопору при кімнатній температурі (20% при Н = 1.2 МА/м). Встановлено, що в твердих розчинах La_0.7Sr_0.3Mn_1–yCr_yО₃ за рахунок часткового ізовалентного заміщення іонів мангану іонами хрому вдається знизити величину магнітного поля, що впливає на магнітоопір.

3. Встановлено, що в легованому титанаті барію (Ba_0.846Y_0.004Sr_0.15)TiO₃ + у мол. % BN при концентраціях нітриду бору 0.1 мол. % ефект ПТКО проявляється при температурах 60–70С, і матеріали характеризуються низьким питомим опором (r » 40–50 Омсм) при кімнатній температурі. Останнє пов'язано з утворенням слабовідновної атмосфери в результаті окислення BN, а також із формуванням легкоплавкої фази BaTi(BO₃)₂, яка запобігає глибокому окисленню зерен та сприяє формуванню напівпровідникового твердого розчину.

4. Розроблено композиційні резонансні елементи, що включають високодобротний термостабільний НВЧ діелектричний резонатор на основі (1-у)[(1-х)Mg₂TiO₄ – хCo₂TiO₄] – yCaTiO₃, на який нанесено плівку манганіту лантану La_1-xNa_xMnO₃. Встановлено співвідношення площі плівки до площі поверхні діелектрика, при якому величина електричної добротності останнього залишається високою (Q f = 30000–40000), що дозволяє використовувати такі композити при створенні НВЧ елементів, в яких магнітним полем можна керувати резонансною частотою.

5. Вперше розроблено високодобротні (Q f 10000) термостабільні (ТКe = 10^–6 C^–1) НВЧ резонансні елементи, які характеризуються високою діелектричною проникністю (e > 100) на основі параелектрика системи (Ba,Ca,Sr)TiO₃ і легованого титанату барію (Ba_0.846Y_0.004Sr_0.15)TiO₃ – 0.1 мол. % BN, в якому ефект ПТКО проявляєтся в інтервалі температур 60–70С. Конструкція резонансного елементу включала коаксіальний резонатор на основі (Ba,Ca,Sr)TiO₃, в якому розміщувався саморегулюючий нагрівний елемент на основі легованого титанату барію.

Публікації за темою дисертації

1. Дурилин Д.А., Овчар О.В., Вьюнов О.И. Синтез сверхвысокочастотных композиционных материалов на основе системы MgO – TiO₂ – SiO₂ // Укр. хим. журн. – 2003. – Т. 69, №3. – С. 20–23. (Особистий внесок здобувача: синтез композиційних матеріалів на основі сполук системи оксидів MgO – TiO₂ – SiO₂ обробка експериментальних даних, написання статті).

2. Янчевский О.З., Товстолыткин А.И., Вьюнов О.И., Дурилин Д.А., Белоус А.Г. Структура и свойства дефектных твердых растворов La_1-xNa_xMnO₃ // Неорганич. материалы. – 2004. – Т. 40, №7. – С. 853–859. (Особистий внесок здобувача: огляд літератури, синтез натрійвмісних манганітів лантану, написання статті).

3. Дурилин Д.А., Янчевский О.З., Товстолыткин А.И., Вьюнов О.И. Синтез, структура и свойства системы твердых растворов La_0.7Ca_0.3-xNa_xMnO₃ // Укр. хим. журн. – 2004. – Т. 70, №9. – С. 34–37. (Особистий внесок здобувача: синтез натрій-кальційвмісних манганітів лантану, написання статті).

4. Овчар О.В., Вьюнов О.И., Дурилин Д.А., Ступин Ю.Д., Белоус А.Г. Синтез и диэлектрические свойства керамических материалов системы MgO – TiO₂ – SiO₂ // Неорганич. материалы. – 2004. – Т. 40, №10. – С. 1270–1275. (Особистий внесок здобувача: огляд літератури, синтез композиційних матеріалів на основі сполук системи оксидів MgO – TiO₂ – SiO₂, написання статті).

5. Белоус А.Г., Пашкова Е.В., Вьюнов О.И., Данильченко К.П., Янчевский О.З., Товстолыткин А.И., Хоменко Б.С., Дурилин Д.А. Влияние способа получения на фазовые превращения, структуру и магниторезистивные свойства манганитов La_0.7Sr_0.3MnO_3±g.// Укр. хим. журн. – 2005 – Т. 71, №5. – С. 17–23. (Особистий внесок здобувача: огляд літератури, написання статті).

6. Дурилин Д.А., Овчар О.В., Белоус А.Г. Композиционные диэлектрические материалы на основе титанатов магния // Укр. хим. журн. – 2006 – Т. 72, №1. – С. 34–36. (Особистий внесок здобувача: синтез композиційних матеріалів на основі титанатів магнію, обробка експериментальних даних, написання статті).

7. V’yunov O.I., Belous A.G., Yanchevskii O.Z., Durilin D.A., Tovstolytkin A.I., Golub V.O., Podyalovsky D.Y. Structural peculiarities and properties (La,Sr)(Mn,Me)O₃ (Me=Cu, Cr) // Fuel Cell Technologies: State and Perspectives. – 2005. – Р. 323–328. (Особистий внесок здобувача: огляд літератури, обробка експериментальних даних).

8. Янчевский О.З., Белоус А.Г., Товстолыткин А.И., Вьюнов О.И., Дурилин Д.А. Структура, электрические и магнитные свойства La_0.7Sr_0.3Mn_1–yCr_yO₃ // Неорганич. материалы. – 2006. – Т. 42, №10. – С. 1229–1233. (Особистий внесок здобувача: огляд літератури, синтез заміщених манганітів лантану, написання статті).

9. Belous A., Ovchar O., Durilin D., Macek-Krzmanc M., Valant M., Suvorov D. High-Q Microwave Dielectric Materials Based on the Spinel Mg₂TiO₄ // J. Am. Ceram. Soc. – 2006 – V. 89, №11. – Р. 3441–3445. (Особистий внесок здобувача: огляд літератури, синтез композиційних матеріалів на основі Mg₂TiO₄, обробка експериментальних даних).

10. Пат. 78081, МПК Н01В 3/12 Н01В 3/00. Композиційний надвисокочастотний діелектричний матеріал на основі титанатів магнію та кальцію, Білоус А.Г., Овчар О.В., Дурилін Д.О., Мацек-Кржманч М, Валант М., Суворов Д. Заявл. 17.02.2005; Опубл.15.02.2007р.; Бюл. № 2. –4с. (Особистий внесок здобувача: синтез композиційних НВЧ діелектриків).

11. Дурилін Д.О., Овчар О.В. Особливості хімічних перетворень при синтезі композиційних матеріалів на основі форстериту // Збірник тез доповідей “XVI Українська конференція з неорганічної хімії” (20–24 вересня 2004 р.) – Ужгород – 2004. – С. 122.

12. Янчевський О.З., Дурилін Д.О. Натрій-заміщені манганіти лантану з високим магнітоопором при кімнатній температурі // Збірник тез доповідей “XVI Українська конференція з неорганічної хімії” (20–24 вересня 2004 р.)– Ужгород – 2004. – С. 152-153.

13. Belous A.G., Ovchar O., Durilin D., Macek-Krmanc M., Valant M., Suvorov D. Microwave dielectric materials based on the spinel Mg₂TiO₄ // Abstract book “ IX Conference and Exhibition of the European Ceramic Society” – Portoroz (Slovenia). – 19–23 June, 2005. – Р. 157. (Особистий внесок здобувача: огляд літератури, синтез композиційних матеріалів на основі Mg₂TiO₄).

14. Belous A.G., Ovchar O., Durilin D., Valant M., Macek-Krmanc M., Suvorov D. Microwave composite dielectrics based on the system MgO–CaO–SiO₂–TiO₂ // Abstract book “Microwave Materials and Their Applications” (12–15 June 2006) – Oulu (Finland). – 2006. – Р. 97. (Особистий внесок здобувача: огляд літератури, синтез композиційних матеріалів на основі сполук системи оксидів MgO–CaO–SiO₂–TiO₂).